蛋白修饰分析流程

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1.背景和意义

由mRNA表达产生的蛋白质需要经过蛋白质翻译后的化学修饰，即蛋白质修饰，来完成蛋白质的特定功能。化学修饰会引起蛋白质的结构和理化改变，进而引起蛋白质的活性和功能改变。蛋白质修饰包括磷酸化、乙酰化、糖基化等，是调节蛋白质功能的重要方式。例如，蛋白质的磷酸化与细胞信号传导、细胞周期调节、生长发育以及癌症机理等诸多生物学问题具有密切关系；蛋白质的乙酰化是调节蛋白质活性的一种重要方式；蛋白质的糖基化对蛋白质的三维结构和功能具有重要影响；蛋白质的棕榈化对于跨膜蛋白质的活性具有重要的调节作用；蛋白质的硝基化和亚硝基化在蛋白质的氧化损伤方面具有重要作用。因此，对蛋白质修饰进行详细分析对阐明蛋白质的功能具有重要意义。 2. 使用范围：

细胞信号传导、细胞周期调节、生长发育，氧化机制研究，肿瘤与癌症机理研究等。 3.分析步骤：

1. 找到特定蛋白对应的序列文件

根据蛋白质的名称，找到蛋白质组中的特定蛋白对应的序列文件，下载后进行后续数据处理，序列下载可用网站包括NCBI、EBI等。 2. 预测蛋白质的磷酸化位点、乙酰化位点和糖基化位点

对蛋白质组学得到的重要蛋白质，进行功能位点预测，找到其中可能的磷酸化、乙酰化、糖基化位点。磷酸化位点预测对应的软件包括GPS、PhosphoSitePlus等，乙酰化位点预测对应的软件包括ASEB、NetAcet等，糖基化位点预测对应的软件包括NetNGlyc、DictyOGlyc等。

图1. 预测得到的蛋白质磷酸化位点，包含磷酸化的位置、长度和打分信息。图中红色标识

的残基为特定蛋白中具有磷酸化作用的残基位点。

图2. 对于特定蛋白预测得到的蛋白质N末端的乙酰化位点，包含乙酰化的残基名称和打分

信息。

图3. 对特定蛋白质预测得到的糖基化位点，包含蛋白质各个位置的糖基化可能性以及阈值。

3. 预测蛋白质的棕榈酰化位点、硝基化位点和亚硝基化位点

对蛋白质进行功能位点预测，找到其中可能的棕榈化、硝基化、亚硝基化位点。预测蛋白质棕榈化位点的软件包括SUMOsp等。预测硝基化位点和亚硝基化位点的软件包括GPS-SNO。

图4. 预测得到的蛋白质棕榈化位点，包含棕榈化化的位置、打分和聚类信息。

图5. 预测得到的蛋白质硝基化位点，包含硝基化的位置、长度和打分信息。

4. 修饰后蛋白质的GO富集分析

收集具有特定修饰的蛋白质（例如具有磷酸化的蛋白质），对其进行GO富集分析，分析这些蛋白质生物学功能的相关性。对应的软件包括GO-slim等。

图6. 磷酸化蛋白质的GO富集分析，包含蛋白质对应的GO分类、所占全部蛋白质的百分比以及P-value。

4.分析流程图：

5. 参考文献：

Wang, L., Du, Y., Lu, M., & Li, T. (2012). ASEB: a web server for KAT-specific acetylation site

prediction. Nucleic acids research, 40(Web Server issue), W376–9. doi:10.1093/nar/gks437 Ren, J., Gao, X., Jin, C., Zhu, M., Wang, X., Shaw, A., … Xue, Y. (2009). Systematic study of

protein sumoylation: Development of a site-specific predictor of SUMOsp 2.0. Proteomics, 9, 3409–3412. doi:10.1002/pmic.200800646

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Retrieved

from

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10521537

Kiemer, L., Bendtsen, J. D., & Blom, N. (2005). NetAcet: prediction of N-terminal acetylation

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